3Doodler wird zur Verbesserung der indirekten kieferorthopädischen Bracketübertragungsschalen verwendet

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3D-Druckstifte werden häufig zur Herstellung unterhaltsamer und schöner Kunstwerke sowie für Bildungszwecke verwendet, haben sich aber auch für medizinische Anwendungen als nützlich erwiesen. Ein Forschertrio vom KM Shah Dental College and Hospital veröffentlichte einen Artikel mit dem Titel „3D Printing Pen: A Novel Adjunct for Indirect Bonding“ über ihre Arbeit mit einem 3D-Druckstift zur Erstellung teilweiser und vollständiger Transferschienen für die indirekte kieferorthopädische Bracketbindung. Dies erfordert weitaus weniger Behandlungszeit als das direkte Bonden.

„Der Hauptnachteil der indirekten Verklebung ist die unvollständige Durchdringung des Polymerisationslichts durch die Transferschienen, was zu einem Versagen der Bracket-Verklebung führt“, erklärten die Forscher. „Das Hauptziel im klinischen Umfeld ist die Minimierung der Behandlungszeit. Diese Technik des indirekten Klebens verkürzt die Behandlungszeit, ist wirtschaftlich, benötigt nur minimale Ausrüstung und sorgt für ausreichende Lichtdurchdringung und Genauigkeit.“

Indirekte kieferorthopädische Verklebungen gab es erstmals in den 1970er-Jahren, und lustigerweise wurde damals wasserlöslicher Karamellbonbon als Klebstoff für Brackets verwendet. Offensichtlich haben wir mit der Umstellung auf thermisch gehärtete Verbundwerkstoffe, klebriges Wachs und löslichen Tapetenkleister einen langen Weg zurückgelegt, bis in den 1990er Jahren das Tray-Transfer-System entwickelt wurde.

„Read und O'Brien (15) sowie Read und Pearson (16) schlugen die Verwendung einer transparenten thermoplastischen Folie für den Löffeltransfer vor, um die indirekte Klebetechnik mit lichthärtendem Komposit kompatibel zu machen“, schrieben die Forscher.

Obwohl es für den Patienten schneller und präziser ist, hat das indirekte Bonden seine eigenen Probleme, einschließlich längerer Laborzeit, der Notwendigkeit zusätzlicher Abformungen und schwächerer Bracketbindungen aufgrund der unvollständigen Aushärtung des Komposits aufgrund der teilweisen Lichteindringung. Deshalb wollten die Forscher herausfinden, ob sie den Prozess mit einem 3D-Druckstift verbessern könnten, zusammen mit dem beliebten biologisch abbaubaren Polymer PLA, das sich aufgrund seiner Transparenz und Steifigkeit gut für die Herstellung der Transferschale eignet.

Laborverfahren. (A) Markierungen für die Bracketpositionierung und die auf das Oberkiefer-Studienmodell aufgetragene Haftvermittlerschicht; (B) Markierungen für die Bracketpositionierung und die auf das Unterkiefer-Studienmodell aufgetragene Haftvermittlerschicht; (C) Am Oberkiefer-Studienmodell befestigte Klammern; (D) Am Oberkiefer-Studienmodell befestigte Klammern; (E) Herstellung des Transfertabletts; (F) Vorgefertigtes Transfertablett; (G) Komplettes Transferfach; (H) Teiltransferfach

Das Team wählte fünf zustimmende kieferorthopädische Patienten aus und fertigte Alginatabdrücke ihrer Ober- und Unterkieferbögen an und goss Abgüsse davon, die dann für die ideale Bracketpositionierung gemäß MBT-Verordnung markiert wurden, bevor eine Schicht Haftvermittler aufgetragen und lichtgehärtet wurde. Die Brackets wurden angebracht und erneut lichtgehärtet, nachdem für die Stabilität eine weitere Schicht Haftvermittler aufgetragen wurde. Ein 3Doodler PRO, eingestellt auf 210 °C und maximalen Durchfluss, wurde verwendet, um die Transferschalen aus MatterHackers PRO PLA herzustellen.

„Die Spitze des 3D-Druckstifts wurde in die Nähe der Halterungen gehalten; geschmolzenes PLA wurde so eingeflossen, dass drei Ränder des Brackets, also mesial, distal und gingival, frei von PLA blieben; Es griff jedoch in den Schlitz des Brackets ein und erstreckte sich über die okklusalen und palatinalen Flächen des Zahns. Nach der Herstellung des Transfertrays wurden die Brackets mit Hilfe einer Entbeinungszange vom Studienmodell entfernt, sodass das PLA-Tray intakt blieb“, erklärte das Team.

Anschließend übertrugen die Forscher den 3D-gedruckten Löffel mit den darin befindlichen Brackets in den Mund und härteten ihn lichthärten aus, nachdem sie festgestellt hatten, dass die Passform gut war. Eine gerade Sonde wurde verwendet, um den Löffel von den Brackets zu entfernen, jegliches PLA, das im Bracketschlitz gebrochen war, wurde mit einer beheizten Sonde entfernt, und ein Wolframkarbidbohrer vervollständigte den Vorgang, der verwendet wurde, um jegliches restliches Harz am „Inzisalrand“ des Brackets zu entfernen Halterung.“ Von den fünf Studienteilnehmern wurden nur drei Totalversagen der Brackets beobachtet.

Klinische Verfahren für indirektes Bonden. (A) Platzierung des Tabletts im Oberkiefergebiss; (B) Platzierung des Tabletts im Unterkiefergebiss; (C und D) Aushärten des Verbundwerkstoffs; (E) Entfernung der Oberkieferschiene aus dem Mund; (F) Entfernung der Unterkieferschiene aus dem Mund

Das Team fand keine weiteren Studien, in denen die Brackets mit einem Haftvermittler als Kleber an den Studienmodellen befestigt wurden. Es ist ein hochgradig biokompatibles Material und wurde auch nicht durch die Hitze des geschmolzenen PLA beeinträchtigt.

„Wir haben in diesem Fall einen Haftvermittler als Kleber verwendet, um die Brackets an den Studienmodellen zu befestigen, da er sich mühelos auf die Bracketbasis und eine Schicht auf den Gips auftragen lässt. Es bildet außerdem eine sehr dünne Schnittstelle zwischen der Bracketbasis und dem Studienmodell und erhöht so die Genauigkeit bei der Angabe der Bracketverordnung“, erklärten sie.

Während die Herstellung des 3D-gedruckten PLA-Trays länger dauerte als das eines vakuumgeformten thermoplastischen Modells, passte es besser und bot eine gute Steifigkeit. Darüber hinaus war es einfacher herzustellen und zu manipulieren, klinikfreundlicher, führte zu weniger Korrekturen am Behandlungsstuhl und war einfacher durchzuführen aus dem Mund entfernen und bot drei Oberflächen für die Aushärtung und „optimale Haftfestigkeit“. Als die Forscher außerdem ihren 3D-gedruckten Löffel mit anderen indirekten Klebemethoden verglichen, stellten sie fest, dass sie die Entfernung von Graten – einem Hauptelement der Plaqueansammlung – von den Bracketbasen ermöglichten.

Eine frühere Studie ergab, dass die durchschnittliche Zeit, die sowohl für die Labor- als auch für die klinischen Schritte beim indirekten Bracket-Bonding benötigt wurde, fast 39 Minuten betrug, während es beim direkten Bracket-Bonding etwas weniger als 30 Minuten dauerte. In dieser Studie dauerte es 18,44 Minuten für die Laborverfahren mit Haftvermittler und 3D-Druckstift und 11,86 Minuten für klinische Verfahren, also insgesamt 30,3 Minuten – genau zwischen den durchschnittlichen Zeiten für die direkte und indirekte Bracketbindung mit herkömmlichen Methoden.

Abgeschlossener Klebevorgang

Die Forscher beurteilten das Versagen der Brackets bei den fünf Patienten ein Jahr lang alle vier Wochen und kamen zu dem Schluss, dass die Verwendung eines 3D-Druckstifts, PLA und eines Bindemittels zur Herstellung vollständiger oder teilweiser indirekter Klebeschienen „eine präzise und benutzerfreundliche Lösung“ ist , wirtschaftliche und zuverlässige Methode, die die Behandlungszeit verkürzt.“

„Ein 3D-Druckstift und PLA wurden verwendet, um Transferschalen für die indirekte Verklebung herzustellen, was uns Vorteile wie eine einfache Handhabung, eine enorme Kontrolle über den Materialfluss und die mit PLA zu bedeckenden Teile von Bracket und Gips, Kosteneffizienz usw. verschaffte Transparenz. „Diese Methode erfordert keine teure Ausrüstung und die verwendeten Materialien sind leicht zu transportieren“, schloss das Team.

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